系統(tǒng)層閃光燈LED驅(qū)動器設(shè)計

　　過去，RF PA 從移動電話電池吸取最高的脈沖電流。隨著過去 5 年間多功能手機的發(fā)展，處理器供電和本文重點介紹的閃光燈 LED 供電吸取了最高的電流。例如，如果要驅(qū)動 1.5A 的 LED 電流，從電池吸取的電流可高達 3A，這是因為升壓轉(zhuǎn)換器的電壓比。如此高的電流會使電池電壓急劇下降。欠壓閾值檢測機制會防止系統(tǒng)在這種情況下出現(xiàn)故障。在閃光燈開啟時由于低電池電壓電話會徹底關(guān)機，這是一種非常糟糕的用戶體驗。常用的解決方案是在低電池電壓狀態(tài)時讓相機軟件關(guān)閉閃光燈，相比之下不使用閃光的用戶體驗還不至于太壞。PMIC　提供的緩慢電池電壓信息刷新率、電池溫度和老化效應(yīng)以及更嚴重的不準確性放寬了安全的界限。

　　如果閃光燈驅(qū)動器本身能夠防止電池電壓下降過多，那么就可以保持較小的安全界限。通過使用一個受控轉(zhuǎn)換率升高 LED 電流，并在上升期間持續(xù)監(jiān)控電池電壓可以實現(xiàn)這一目標。

　　TI 擁有一種監(jiān)控電池電壓的閃光燈驅(qū)動器技術(shù)。要獲得穩(wěn)定的 LED 電流波形并且避免過多的電池壓降，閃光燈驅(qū)動器要主動控制 LED 電流上升/下降順序。在上升階段(上升斜率為 25mA/12??s)，要對輸入電壓進行監(jiān)控。如果輸入電壓降至某個設(shè)定閾值以下，則器件即刻停止讓 LED 電流進一步上升至該設(shè)定閾值，并將閃光燈電流保持在實際電平，參見圖 5。

　　圖5電池壓降監(jiān)控

　　因此，可以保證安全界限非常小，并且手機不會關(guān)機。電池周期中的不可逆電池壓降得到避免，并且增加了電池總體工作時間。

　　安全系統(tǒng)集成

　　驅(qū)動高脈沖電流時，聚光燈為安全無故障運行。移動電話廠商迫切要求一種無縫系統(tǒng)集成解決方案。因此這就要求一種特性集，而不僅僅是標準安全運行特性，例如：電感電流限制、欠壓保護等。TPS61310 閃光燈 LED 驅(qū)動器擁有這種特性集，可以用于這種高要求的運行。

　　LED故障檢測

　　不僅僅在生產(chǎn)過程中，在器件運行期間也必須檢測到 LED 短路，以避免出現(xiàn)危險狀態(tài)。檢測這種狀態(tài)的一種方法是強制幾毫安的電流正向流動。這種電流可以在亞照明范圍測試 LED，因此終端用戶不會察覺到亮度。但是這種方法有一些缺點：LED 廠商通常不會測試亞照明范圍。由于生產(chǎn)的工藝差異，不僅在 LED 類型之間即使在單個 LED 類型中都存在巨大的不準確性差異。這可能會帶來漏檢測某個短路 LED，或者偽錯誤檢測。TPS61310 則不一樣。如果一個或者多個 LED 工作時出現(xiàn)短路狀態(tài)，低側(cè)電流阱 LED1、LED2、LED3 便按照視頻照明模式或者閃光燈模式各自的設(shè)定，限制最大輸出電流，增加其輸入電阻來防止吸取電流過多。另外，這一過程受到監(jiān)控，并且通過 I2C 接口將短路 LED 狀態(tài)反映給生產(chǎn)期間的測試設(shè)備，或者反映給工作中的相機引擎。利用類似方法，也可以對開路狀態(tài)進行檢測。

　　過溫檢測

　　一種吸引人的移動電話產(chǎn)品設(shè)計在某些情況下卻并不符合最佳熱設(shè)計要求。高功耗閃光燈 LED 具備有限的允許脈沖處理能力。如果電話暴露在高溫下，和/或由于前面的閃光操作 LED 溫度上升，電容式熱敏電阻可能會無法處理 LED 功率損耗，從而導(dǎo)致 85°C 以上高溫下發(fā)光效率的不可逆下降，使用壽命縮短，甚至熄滅。為了消除散熱設(shè)計和功能/誘人設(shè)計急需之間的差距，TPS61310 允許使用一個 NTC 檢測電阻測定一個或多個 LED 溫度。如果超出關(guān)鍵溫度，則通過軟件降低 LED 開/關(guān)時間脈沖比，從而讓 LED 可以在閃光燈工作間隙冷卻下來。這種特性也可以用作手指燙傷保護功能。

　　TPS61310 芯片溫度也同樣受到監(jiān)控。除了標準的熱關(guān)機功能以外，TPS61310還可以向相機引擎提供早期預(yù)警功能，以避免熱關(guān)機功能被意外觸發(fā)，從而為器件冷卻提供空間。

　　TPS61310電影照明/閃光燈驅(qū)動器

　　TPS61310 能夠驅(qū)動一個 1.5A 的單、雙或者三閃光燈 LED 應(yīng)用。諸如電池電壓監(jiān)控、省電運行功能、可靠 LED 短路檢測的專有特性讓其成為閃光燈驅(qū)動和電影照明的簡單集成解決方案。通過高速 I2C I/F 實現(xiàn)可編程以后，器件擁有最高的跨平臺設(shè)計靈活性。作為一種選項，專用邏輯輸入可用于零延遲觸發(fā)。2x2mm2 芯片級封裝以及無需通過外部組件編程設(shè)定電流或閃光燈導(dǎo)通時間帶來了極小的解決方案體積。